CN106835952B - 一种组合式抗震系统以及组合式抗震桥梁 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合式抗震系统以及组合式抗震桥梁，涉及桥梁抗震技术领域，该组合式抗震桥梁包括桥墩、运输管道和组合式抗震系统，组合式抗震系统包括第一抗震组件与第二抗震组件。第一抗震组件包括防撞挡块、限位挡块和第一减震支座，防撞挡块设置于盖梁上；限位挡块固定连接于主梁的底部；第一减震支座的一端固定连接于盖梁，另一端抵接于主梁的底部。第二抗震组件包括第二减震支座和拉压型阻尼器，第二减震支座固定设置于盖梁靠近挡块处，拉压型阻尼器固定设置于第二减震支座上。相较于现有技术，本发明提供的一种组合式抗震系统能够有效地吸收由于桥梁震动或摆动带来的能量，防止桥梁落梁或者碰撞破坏，有效地保护了桥梁。

Description

一种组合式抗震系统以及组合式抗震桥梁

技术领域

本发明涉及桥梁抗震技术领域，具体而言，涉及一种组合式抗震系统以及组合式抗震桥梁。

背景技术

管廊桥是运载燃气、污水、给水、电力、通信等设施跨越沟谷河流，桥上需要留有安装、检修、参观等通道，同时要承受车辆和人群等动载,是生命线的关键工程。位于地震区域上的管廊桥抗震设防尤为重要，不但保障生命线工程自身结构安全，还能避免地震引起的二次灾难，对抗震救灾具有重要的意义。

长跨度运输式桁架通常安装在桥墩上，而有时该桥墩会位于我国的高烈度地震区，同时由于桥墩高度较高，故抗震能力偏弱，难以保证生命线工程的抗震安全。管廊桥运载的是高压气体和液体，对结构变形和结构地震下刚度，要求很高，而且要求地震下管道间不能发生碰撞和挤压。现有的桥梁抗震技术中，通常采用减隔震支座和防落梁装置来进行桥梁抗震，经发明人调研发现，采用传统的减隔震支座会导致上部结构位移过大，同时采用现有的防落梁装置对于桥梁之间的碰撞难以起到作用。由此可见传统的抗震设施显然无法满足管廊桥的抗震需求。

有鉴于此，设计制造出一种具有良好的抗震效果的组合式抗震系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式抗震系统，该组合式抗震系统具有良好的抗震效果，能够对桥梁起到很好的防护作用。

本发明的另一目的在于提供一种组合式抗震桥梁，该组合式抗震桥梁具有良好的抗震效果，抵御地震等震动的能力大大提高。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种组合式抗震系统，用于安装在桥墩上并支撑主梁，桥墩包括盖梁和设置于盖梁两端的挡块，组合式抗震系统包括第一抗震组件与第二抗震组件，第一抗震组件设置于盖梁上，第二抗震组件设置于挡块上。第一抗震组件包括防撞挡块、限位挡块和第一减震支座，防撞挡块设置于盖梁上，以分隔相邻的主梁；限位挡块固定连接于主梁的底部，以防止主梁脱落；第一减震支座的一端固定连接于盖梁，第一减震支座的另一端抵接于主梁的底部，以支撑主梁。第二抗震组件包括第二减震支座和拉压型阻尼器，第二减震支座固定设置于盖梁靠近挡块处，拉压型阻尼器固定设置于第二减震支座上，用于连接主梁，避免主梁与挡块直接接触。

进一步地，第一减震支座包括第一支座垫石和第一支座本体，第一支座垫石固定设置于盖梁上，第一支座本体固定设置于第一支座垫石上，第一支座本体远离第一支座垫石的一侧连接于主梁的底部。

进一步地，第一支座本体为高阻尼橡胶。

进一步地，限位挡块包括耗能块与缓冲件，耗能块固定设置于主梁的底部，缓冲件设置于耗能块的一侧且与支座垫石相对，以缓冲支座垫石的侧壁与耗能块之间的冲击。

进一步地，耗能块呈X型，能够有效地吸收震动能量，且耗能块焊接在主梁的底部。

进一步地，拉压型阻尼器包括活塞筒和活塞，活塞的一端滑动设置于活塞筒内，活塞的另一端与主梁固定连接，活塞筒固定设置于第二减震支座上，且活塞筒的延伸方向与主梁的延伸方向相垂直。

进一步地，活塞筒内填充有弹性介质，以吸收活塞滑动时产生的能量。

进一步地，第二减震支座包括第二支座垫石和第二支座本体，第二支座垫石固定设置于盖梁靠近挡块的位置，第二支座本体固定设置于第二支座垫石上，第二支座本体远离第二支座垫石的一侧固定连接于拉压型阻尼器。

进一步地，防撞挡块靠近主梁的两侧设置有防撞橡胶垫，以防止主梁直接撞击防撞挡块。

一种组合式抗震桥梁，包括桥墩、主梁、第一抗震组件和第二抗震组件，主梁设置于桥墩上，桥墩包括盖梁和设置于盖梁两端的挡块，第一抗震组件包括防撞挡块、限位挡块和第一减震支座，防撞挡块设置于盖梁上，以分隔相邻的主梁。限位挡块固定连接于主梁的底部，以防止主梁脱落。第一减震支座的一端固定连接于盖梁，第一减震支座的另一端抵接于主梁的底部，以支撑主梁。第二抗震组件包括第二减震支座和拉压型阻尼器，第二减震支座固定设置于盖梁靠近挡块处，拉压型阻尼器固定设置于第二减震支座上，且拉压型阻尼器与主梁固定连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种组合式抗震系统，将防撞挡块设置在盖梁上，以分隔相邻的两个主梁。将限位挡块固定连接于主梁的底部，以防止主梁脱落。同时利用第一减震支座来支撑主梁。在盖梁两端的挡块与主梁之间设置拉压型阻尼器。当地震发生时，桥梁的纵向摆动通过防撞挡块和限位挡块来进行缓冲，桥梁的横向摆动通过拉压型阻尼器来进行缓冲，同时结合第一减震支座和第二减震支座的剪切变形，将桥梁摆动产生的能量消散。相较于现有技术，本发明提供的一种组合式抗震系统，能够有效地吸收由于桥梁震动或摆动带来的能量，防止桥梁落梁或者碰撞破坏，有效地保护了桥梁。

本发明提供的一种组合式抗震桥梁，在桥墩与主梁的连接处设置有上述的组合式抗震系统，当地震发生时，主梁的纵向摆动与横向摆动均通过该组合式抗震系统来进行缓冲，有效地耗散了地震产生的能量。相较于现有技术，本发明提供的一种组合式抗震桥梁，具有良好的抗震效果，能够有效地保障物资的顺畅运输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的组合式抗震桥梁结构示意图；

图2为图1中第一减震组件连接结构示意图；

图3为图2中Ⅲ的局部放大图；

图4为图1中Ⅳ的局部放大图。

图标：10-组合式抗震桥梁；100-组合式抗震系统；110-第一抗震组件；111-防撞挡块；1111-防撞橡胶垫；113-限位挡块；1131-耗能块；1133-缓冲件；115-第一减震支座；1151-第一支座本体；1153-第一支座垫石；130-第二抗震组件；131-拉压型阻尼器；1311-活塞筒；1313-活塞；1315-弹性介质；200-主梁；300-桥墩；310-盖梁；330-挡块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，本实施例提供一种组合式抗震桥梁10，包括组合式抗震系统100、主梁200和桥墩300，主梁200设置于桥墩300上，桥墩300包括盖梁310和设置于盖梁310两端的挡块330。

组合式抗震系统100包括第一抗震组件110和第二抗震组件130，第一抗震组件110设置于主梁200的底部并与盖梁310固定连接，第二抗震组件130设置于主梁200与挡块330之间并与盖梁310固定连接。

参见图2，第一抗震组件110包括防撞挡块111、限位挡块113和第一减震支座115，防撞挡块111设置于盖梁310上，以分隔相邻的主梁200。限位挡块113固定连接于主梁200的底部，以防止主梁200脱落。第一减震支座115的一端固定连接于盖梁310，第一减震支座115的另一端连接于主梁200的底部，以支撑主梁200。

在本实施例中，防撞挡块111靠近主梁200的两侧设置有防撞橡胶垫1111，以防止主梁200直接撞击防撞挡块111。优选地，防撞挡块111采用混凝土构建而成，并设置于盖梁310的中心位置，防止桥墩300的墩高差异大而使得相邻两主梁200地震反应不同步而导致碰撞，从而保护桁架本体内部的运输管路。

第一减震支座115包括第一支座本体1151和第一支座垫石1153，第一支座垫石1153固定设置于盖梁310上，第一支座本体1151固定设置于第一支座垫石1153上，第一支座本体1151远离第一支座垫石1153的一侧抵接于主梁200的底部。

在本实施例中，第一支座本体1151为高阻尼橡胶。值得注意的是，此处第一支座本体1151并不仅仅限于高阻尼橡胶，也可以是周边加限位销钉的板式橡胶或者合成树脂等，但凡具有弹性，且能够进行剪切变形的材料均在本发明的保护范围之内。

参见图3，限位挡块113包括耗能块1131与缓冲件1133，耗能块1131固定设置于主梁200的底部，缓冲件1133设置于耗能块1131的一侧且与支座垫石相对，以缓冲支座垫石的侧壁与耗能块1131之间的冲击。

在本实施例中，耗能块1131呈X型，承载能力高，构件受力均匀，变形延性好，能够有效地吸收震动能量。耗能块1131焊接在主梁200的底部，且耗能块1131的底边低于支座垫石的顶边，当主梁200发生纵向外滑动时，耗能快抵接在支座垫石上，防止主梁200发生落梁现象，同时耗能块1131可以有效地耗散地震能量的作用。

在本实施例中，耗能块1131采用耗能型钢材，在具有一定刚度的同时具有一定的延展性，性能优越。值得注意的是，此处耗能块1131也可以采用其他材料，例如铜合金或者铝合金等，具体材料不做具体限定。

参见图4，第二抗震组件130包括第二减震支座(图未示)和拉压型阻尼器131，第二减震支座固定设置于盖梁310靠近挡块330处，拉压型阻尼器131固定设置于第二减震支座上，且拉压型阻尼器131与主梁200固定连接，避免主梁200与挡块330直接接触。

拉压型阻尼器131包括活塞筒1311和活塞1313，活塞1313的一端滑动设置于活塞筒1311内，活塞1313的另一端与主梁200固定连接，活塞筒1311固定设置于第二减震支座上，且活塞筒1311的延伸方向与主梁200的延伸方向相垂直。活塞筒1311内填充有弹性介质1315，以吸收活塞1313滑动时产生的能量。

活塞1313包括活塞头与活塞杆，活塞1杆与活塞头固定连接，活塞头设置在活塞筒1311内，活塞杆伸出活塞筒1311并与主梁200固定连接。当主梁200发生横向摆动时，主梁200带动活塞杆驱动活塞头运动，而由于活塞筒1311内填充有弹性介质1315，活塞头的运动受到阻滞，进而将主梁200摆动产生的能量通过弹性介质1315耗散掉，从而避免了主梁200与设置于盖梁310两端的挡块330直接碰撞。

在本实施例中，活塞筒1311为钢套筒，活塞筒1311内填充的弹性介质1315为橡胶。值得注意的是，此处弹性介质1315并不仅仅限于橡胶，也可以是弹性塑料或者具有弹性的高分子材料等，但凡是能够填充到活塞筒1311内的具有弹性的材料均在本发明的保护范围之内。

在本实施例中，盖梁310的两端分别设置有两个拉压型阻尼器131，每个桥墩300上设置有四个拉压型阻尼器131，利用活塞头活动挤压橡胶来充分的减少地震输入的能量并起到缓冲作用。

可以理解的是，此处拉压型阻尼器131数量并不仅仅限于四个，同理，盖梁310的一端也并不仅仅限于设有两个拉压型阻尼器131，例如可以在盖梁310的两端分别仅仅设置有一个拉压型阻尼器131，或者在盖梁310的两端分别设置有三个拉压型阻尼器131，可以根据实际情况适当增加或减少拉压型阻尼器131的数量。

第二减震支座包括第二支座垫石和第二支座本体，第二支座垫石固定设置于盖梁310靠近挡块330的位置，第二支座本体固定设置于第二支座垫石上，第二支座本体远离第二支座垫石的一侧固定连接于拉压型阻尼器131。

在本实施例中，第二支座本体为一钢构件，固定设置在第二支座垫石上，同时第二支座本体远离第二支座垫石的一端与活塞筒1311焊接。当然，此处第二支座本体的材料并不仅仅限于钢材，也可以是其他材料，在此不做具体限定。

在本实施例中，第二减震支座紧挨挡块330设置，第二支座本体与挡块330抵接。

本实施例提供的一种组合式抗震桥梁10，在桥墩300与主梁200连接处设置有组合式抗震系统100，其工作原理如下：当震动发生时，主梁200的纵向震动通过防撞挡块111、限位挡块113、第一减震支座115的纵向变形和拉压型阻尼器131内橡胶的剪切变形来进行吸收与耗散，主梁200的横向震动通过拉压型阻尼器131内橡胶的挤压、拉伸变形和第一减震支座115的横向变形来进行吸收与耗散。相较于现有技术，本实施例提供的一种组合式抗震桥梁10，具有良好的抗震能力，能够有效的保护桁架本体内部的运输管道，保障该组合式抗震桥梁10的运输能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式抗震系统，用于安装在桥墩上并支撑主梁，所述桥墩包括盖梁和设置于所述盖梁两端的挡块，其特征在于，所述组合式抗震系统包括第一抗震组件与第二抗震组件，所述第一抗震组件设置于所述盖梁上，所述第二抗震组件设置于所述挡块上；

所述第一抗震组件包括防撞挡块、限位挡块和第一减震支座，所述防撞挡块设置于所述盖梁上，以分隔相邻的所述主梁；所述限位挡块固定连接于所述主梁的底部，以防止所述主梁脱落；所述第一减震支座的一端固定连接于所述盖梁，所述第一减震支座的另一端抵接于所述主梁的底部，以支撑所述主梁；

所述第二抗震组件包括第二减震支座和拉压型阻尼器，所述第二减震支座固定设置于所述盖梁靠近所述挡块处，所述拉压型阻尼器固定设置于所述第二减震支座上，用于连接所述主梁。

2.根据权利要求1所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述第一减震支座包括第一支座垫石和第一支座本体，所述第一支座垫石固定设置于所述盖梁上，所述第一支座本体固定设置于所述第一支座垫石上，所述第一支座本体远离所述第一支座垫石的一侧连接于所述主梁的底部。

3.根据权利要求2所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述第一支座本体为高阻尼橡胶。

4.根据权利要求2所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述限位挡块包括耗能块与缓冲件，所述耗能块固定设置于所述主梁的底部，所述缓冲件设置于所述耗能块的一侧且与所述支座垫石相对，以缓冲所述支座垫石的侧壁与所述耗能块之间的冲击。

5.根据权利要求4所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述耗能块呈X型，且所述耗能块焊接在所述主梁的底部。

6.根据权利要求1所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述拉压型阻尼器包括活塞筒和活塞，所述活塞的一端滑动设置于所述活塞筒内，所述活塞的另一端与所述主梁固定连接，所述活塞筒固定设置于所述第二减震支座上，且所述活塞筒的延伸方向与所述主梁的延伸方向相垂直。

7.根据权利要求6所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述活塞筒内填充有弹性介质，以吸收所述活塞滑动时产生的能量。

8.根据权利要求1所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述第二减震支座包括第二支座垫石和第二支座本体，所述第二支座垫石固定设置于所述盖梁靠近所述挡块的位置，所述第二支座本体固定设置于所述第二支座垫石上，所述第二支座本体远离所述第二支座垫石的一侧固定连接于所述拉压型阻尼器。

9.根据权利要求1所述的组合式抗震系统，其特征在于，所述防撞挡块靠近所述主梁的两侧设置有防撞橡胶垫。

10.一种组合式抗震桥梁，其特征在于，包括桥墩、主梁、第一抗震组件和第二抗震组件，所述主梁设置于所述桥墩上，所述桥墩包括盖梁和设置于所述盖梁两端的挡块，所述第一抗震组件包括防撞挡块、限位挡块和第一减震支座，所述防撞挡块设置于所述盖梁上，以分隔相邻的所述主梁；所述限位挡块固定连接于所述主梁的底部，以防止所述主梁脱落；所述第一减震支座的一端固定连接于所述盖梁，所述第一减震支座的另一端抵接于所述主梁的底部，以支撑所述主梁；所述第二抗震组件包括第二减震支座和拉压型阻尼器，所述第二减震支座固定设置于所述盖梁靠近所述挡块处，所述拉压型阻尼器固定设置于所述第二减震支座上，且所述拉压型阻尼器与所述主梁固定连接。